專利名稱：自燃環(huán)保型氧化鋅的生產(chǎn)和煅燒設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于氧化鋅生產(chǎn)和煅燒設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種自燃環(huán)保型氧化鋅的生產(chǎn)和煅燒設(shè)備。
背景技術(shù)：
氧化鋅粉是一種白色或微帶黃色的細(xì)微粉末，廣泛應(yīng)用于陶瓷、橡膠、石油、玻璃、醫(yī)藥、化工等行業(yè)的重要化工原料之一。目前，氧化鋅的生產(chǎn)工藝分為直接法、間接法和氨化法。10年前，直接法工藝主要是以用鋅精礦為原料，經(jīng)高溫脫硫，氧化焙燒成焙砂，再加煤還原為鋅蒸氣，鋅蒸氣與空氣氧化得氧化鋅?，F(xiàn)在主要用的原材料為鋅灰一熱鍍鋅，濕法煉鋅行業(yè)的廢灰等含鋅化合物。該工藝產(chǎn)品純度低，一般在90%--99.5%之間，雜質(zhì)含量高，成本低；間接法是以金屬鋅為原料，把金屬鋅熔入蒸發(fā)坩鍋內(nèi)，加熱氣化，與空氣氧化，經(jīng)過冷卻用布袋捕集得到成品，不同的鋅錠原料，生產(chǎn)出的氧化鋅純度也不一樣，此工藝主要生產(chǎn)99.5%—99.7%的氧化鋅。優(yōu)點(diǎn)是含量高，產(chǎn)量大，工藝容易控制；氨化法是以含鋅化合物為原料，經(jīng)過復(fù)雜的濕法工藝生產(chǎn)的活性氧化鋅，該工藝產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn):活性大，適合于橡膠類使用，能收到用量少交聯(lián)度高的效果。上述三種方法，無論哪一種需要消耗大量的能源，致使氧化鋅的生產(chǎn)成本居高難下。為了降低生產(chǎn)成本，大多生產(chǎn)企業(yè)會(huì)選擇較經(jīng)濟(jì)的煤來生產(chǎn)氧化鋅，由于煤在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生硫、灰塵及廢渣等有害污染物，因此，還需要增加除塵、除硫等環(huán)保設(shè)備來避免環(huán)境污染，仍然會(huì)增加氧化鋅的生產(chǎn)成本。另外，上述工藝均是間斷式，不能連續(xù)生產(chǎn)，一般是一爐一次的生產(chǎn)，即生產(chǎn)完一爐氧化鋅，清除爐渣后，再重新上料生產(chǎn)下一爐氧化鋅，不僅費(fèi)時(shí)，而且勞動(dòng)強(qiáng)度非常大，嚴(yán)重限制了氧化鋅的生產(chǎn)效率。再者，現(xiàn)有煅燒粉的生產(chǎn)設(shè)備與直收粉的生產(chǎn)設(shè)備是分離的，煅燒粉是對(duì)直收粉進(jìn)行煅燒后獲得，同樣存在高能耗、高污染、生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高的問題。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的由此產(chǎn)生，提出一種自燃環(huán)保型氧化鋅生產(chǎn)和煅燒設(shè)備。利用原料自身的熱焓生產(chǎn)氧化鋅和煅燒氧化鋅，通過連續(xù)性自動(dòng)化的生產(chǎn)方式，達(dá)到節(jié)能環(huán)保、降低生產(chǎn)成本，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率的目的。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是:一種自燃環(huán)保型氧化鋅的生產(chǎn)和煅燒設(shè)備包括冷凝室、收粉室、引風(fēng)機(jī)、包裝設(shè)備、傳送設(shè)備和氧化爐、熔鋅室、氧化爐進(jìn)料機(jī)，熔鋅室連接在氧化爐的出口端，在熔鋅室上設(shè)置有氧化爐進(jìn)料機(jī)和熔鋅鍋燃燒器，氧化爐進(jìn)料機(jī)的出料口部位位于氧化爐內(nèi)，熔鋅室的出料口通過連接管道與冷凝室連接，在冷凝室內(nèi)設(shè)置有收粉設(shè)備，該收粉設(shè)備通過傳送設(shè)備與包裝設(shè)備連接，在收粉室內(nèi)設(shè)置有收粉設(shè)備，該收粉設(shè)備經(jīng)傳送設(shè)備與包裝設(shè)備連接；在所述熔鋅室與冷凝室連接之間連接有煅燒爐和煅燒爐加料室；在熔鋅室與包裝設(shè)備之間連接有輸送管道，煅燒爐的進(jìn)口端與熔鋅室連通、出口端經(jīng)過煅燒爐加料室與冷凝室連通，在煅燒爐加料室上設(shè)置有煅燒爐加料機(jī)，所述煅燒爐加料機(jī)的出料口部位位于熔鋅室內(nèi)，煅燒爐加料室通過管道分別與冷凝室和收粉室連通。本實(shí)用新型在所述氧化爐的爐頭或爐尾連接有鼓風(fēng)機(jī)和氧化爐燃燒器。本實(shí)用新型所述氧化爐為回轉(zhuǎn)窯或旋轉(zhuǎn)爐或其他滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)爐。本實(shí)用新型所述收粉設(shè)備和包裝設(shè)備為半自動(dòng)化設(shè)備或自動(dòng)化設(shè)備。本實(shí)用新型所述煅燒爐為回轉(zhuǎn)窯或旋轉(zhuǎn)爐或其他滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)爐。本實(shí)用新型是依據(jù)熱力學(xué)基本原理研發(fā)的，從熱力學(xué)基本原理可以知道:任何物質(zhì)的內(nèi)部都包含有一定的熱力學(xué)能，稱為熱焓。也就是說，金屬鋅中有熱焓。只要?jiǎng)?chuàng)造出適當(dāng)?shù)臈l件將其釋放出來，使之既當(dāng)原料又當(dāng)燃料，那麼生產(chǎn)氧化鋅就可以不用外部熱能了。根據(jù)鋅與氧的熱化學(xué)反應(yīng)方程式可以計(jì)算出熱焓(燃燒熱):Zn (s)+l/202(g)=Zn0 (s)+ Δ fHwΔ fHH= Δ fHH (ZnO (s)) + Δ fHH (Zn (s))+l/2 Δ fHw (02(g))=-348.28KJ.mol^+O+O=-348.28KJ.moF1即鋅在特定的條件下，與氧發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧化鋅并放出大量的熱，其熱量與優(yōu)質(zhì)煤炭基本相當(dāng)。不僅能使氧化鋅的生產(chǎn)持續(xù)進(jìn)行，還足夠煅燒氧化鋅。本實(shí)用新型與現(xiàn)有氧化鋅的生產(chǎn)工藝相比，具有以下優(yōu)勢(shì):1、節(jié)能:若把現(xiàn)行工藝所消耗的熱能換算成煤炭，則新工藝每生產(chǎn)一噸氧化鋅，比間接法少用0.7噸煤炭，比濕法少用I噸，比直接法少用2噸。以12M2的平窯為例，按年產(chǎn)2000噸直接法氧化鋅并進(jìn)一步煅燒成重質(zhì)氧化鋅來計(jì)算，每年可少用5600噸優(yōu)質(zhì)無煙煤。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)道，09，10，11三年來，全國(guó)每年生產(chǎn)氧化鋅100萬噸左右，其中直接法約55萬噸，間接法35萬噸。由此計(jì)算，每年可以少用130多萬噸煤炭，節(jié)能效果非常明顯，可大大降低氧化鋅的生產(chǎn)成本。2、環(huán)保:沒有煤燃燒所產(chǎn)生的一切廢氣、廢渣，是非常環(huán)保的新工藝。3、工藝、設(shè)備現(xiàn)代化:與傳統(tǒng)法相比，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了生產(chǎn)環(huán)境；能自動(dòng)化、智能化、大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，有效提高生產(chǎn)效率。其社會(huì)效益將會(huì)非常顯著，對(duì)氧化鋅行業(yè)的轉(zhuǎn)型、升級(jí)具有重要意義，是一項(xiàng)值得推廣的新工藝。本實(shí)用新型生產(chǎn)過程中，除了日常照明、設(shè)備驅(qū)動(dòng)和升溫點(diǎn)火外，不用任何外部能源，僅利用鋅原料自身的熱焓生產(chǎn)氧化鋅和煅燒氧化鋅，既節(jié)能又環(huán)保，是擺脫當(dāng)前困境的一條新的出路。并可根據(jù)不同的客戶，同時(shí)產(chǎn)出適用于橡膠、磷化液和石油添加劑等的直收粉、適用于日用瓷的煅燒粉以及熔塊用的焙燒粉。其白度、品位、粒度等各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)接近于間接法氧化鋅，高于直接法氧化鋅。煅燒氧化鋅的堆密度可以根據(jù)用戶要求在0.5-
1.5g/cm3之間任意調(diào)整。煅燒溫度最高可達(dá)1300— 13500C。

圖1為本實(shí)用新型氧化鋅生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型氧化鋅和煅燒氧化鋅生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、氧化爐，2、熔鋅室，3、煅燒爐，4、冷凝室，5、收粉室，6、引風(fēng)機(jī)、7、煅燒爐加料機(jī)，8、氧化爐進(jìn)料機(jī)，9、渣車，10、煅燒爐收粉機(jī)，11、收粉設(shè)備，12收粉設(shè)備，13、包裝設(shè)備，14、傳送設(shè)備，15、鼓風(fēng)機(jī),16、氧化爐燃燒器,17、熔鋅室燃燒器。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖，給出本實(shí)用新型的實(shí)施例如下，但本實(shí)用新型不局限以下實(shí)施例如。本實(shí)施例所述氧化鋅的生產(chǎn)和煅燒工藝，是在氧化爐內(nèi)放置鋅原料，通過外部熱能加熱氧化爐，使氧化爐內(nèi)的溫度達(dá)900°C以上后關(guān)閉外部熱能，該溫度可使氧化爐內(nèi)的鋅原料與氧氣發(fā)生反應(yīng)。采用負(fù)壓連續(xù)生產(chǎn)的方式，通過使鋅原料與氧氣在氧化爐內(nèi)充分混合反應(yīng)后，利用鋅原料與氧發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧化鋅并放出大量的熱焓對(duì)原料進(jìn)行燃燒形成氣態(tài)原料，通過冷卻工序、收粉工序后獲得氧化鋅。為了使鋅原料充分燃燒，鋅原料在氧化爐內(nèi)為滾動(dòng)狀態(tài)，使生成的氧化鋅從鋅原料中剝離出，不影響鋅源料的燃燒。若需生產(chǎn)煅燒氧化鋅，可在氧化爐的出口端連接煅燒爐，由氧化爐進(jìn)入其內(nèi)的氣態(tài)鋅原料與氧氣再次充分混合反應(yīng)后，利用鋅原料自身的熱焓對(duì)氣態(tài)鋅原料進(jìn)行燃燒，通過冷卻工序、收粉工序后獲得煅燒氧化鋅。為了使鋅原料充分燃燒，鋅原料在煅燒爐內(nèi)不斷翻滾，使煅燒均勻。鋅原料為鋅錠、粗鋅、鋅渣等含鋅物料。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述生產(chǎn)工藝所采用的設(shè)備有兩種，一種為單純生產(chǎn)氧化鋅的設(shè)備，另一種為氧化鋅和煅燒氧化鋅連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備。圖1所示為氧化鋅生產(chǎn)設(shè)備，其主要由氧化爐1、熔鋅室2、冷凝室4、收粉室5、引風(fēng)機(jī)6、氧化爐進(jìn)料機(jī)8、渣車9、收粉設(shè)備11、12、包裝設(shè)備13、傳送設(shè)備14、鼓風(fēng)機(jī)15和氧化爐燃燒器16組成，氧化爐I為公知的回轉(zhuǎn)窯、旋轉(zhuǎn)爐和其他滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)爐等，作用是使其內(nèi)生成的氧化鋅從鋅原料中剝離出，不影響鋅源料的燃燒；氧化爐的內(nèi)襯部材料須具有防止鋅液滲透，并且耐高溫的特性。在氧化爐I爐頭或爐尾連接有鼓風(fēng)機(jī)15和氧化爐燃燒器16，鼓風(fēng)機(jī)15可以控制進(jìn)氧量(正常生產(chǎn)中不使用)。氧化爐燃燒器16可以對(duì)氧化爐I進(jìn)行加熱，控制氧化爐的溫度，同時(shí)還可以控制鋅氧化的量和速度。在氧化爐I的出口端連接有熔鋅室2，作用是熔鋅，凈化，升溫。在熔鋅室2上設(shè)置有氧化爐進(jìn)料機(jī)8和熔鋅室燃燒器17，氧化爐進(jìn)料機(jī)8的出料口部位位于氧化爐I內(nèi)，在工作狀態(tài)中，將鋅原料添加到熔鋅鍋內(nèi)，再進(jìn)入氧化爐I內(nèi)。熔鋅室2的出料口通過連接管道與冷凝室4連接，冷凝室4采用的是常規(guī)的(水冷或風(fēng)冷)裝置，其內(nèi)設(shè)置有收粉設(shè)備11，該收粉設(shè)備11為常規(guī)的鏈條式收粉機(jī)，其通過傳送設(shè)備14與包裝設(shè)備13連接，傳送設(shè)備14和包裝設(shè)備13采用的均是公知的設(shè)備。冷凝室4的氣體出口端通過管道與收粉室5連接，在管道內(nèi)設(shè)置有引風(fēng)機(jī)6，形成負(fù)壓，將冷凝室4內(nèi)仍含有氧化鋅氣流抽入收粉室5內(nèi)收粉，收粉室5采用的是常規(guī)的濾袋式除塵裝置，在收粉室5也設(shè)置有收粉設(shè)備12，該收粉設(shè)備12也是常規(guī)的鏈條式收粉機(jī)，其也經(jīng)傳送設(shè)備14與包裝設(shè)備13連接。在氧化爐I頭部設(shè)置有渣車9，將氧化爐I中反應(yīng)生成的料渣運(yùn)送到渣場(chǎng)。圖2所示為氧化鋅和煅燒氧化鋅的生產(chǎn)設(shè)備。其是在主要由氧化爐1、熔鋅室2、冷凝室4、收粉室5、引風(fēng)機(jī)6、氧化爐進(jìn)料機(jī)8、渣車9、收粉設(shè)備11、12、包裝設(shè)備13、傳送設(shè)備14、鼓風(fēng)機(jī)15和氧化爐燃燒器16組成的氧化鋅生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在熔鋅室2與冷凝室4連接之間連接有煅燒爐3和煅燒爐加料室7 ;在熔鋅室2與包裝設(shè)備13之間連接有輸送管道，在熔鋅室2內(nèi)設(shè)置有煅燒爐收粉機(jī)10。煅燒爐3的進(jìn)口端與熔鋅室2連通、出口端經(jīng)過煅燒爐加料室7與冷凝室4連通，在煅燒爐加料室7上設(shè)置有煅燒爐加料機(jī)，所述煅燒爐加料機(jī)的出料口部位位于熔鋅室2內(nèi)，煅燒爐加料室7通過管道分別與冷凝室4和收粉室5連通。煅燒爐3為回轉(zhuǎn)窯、旋轉(zhuǎn)爐和其他滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)爐等，其可以使氧化鋅不斷翻滾，從而煅燒均勻。上述設(shè)備中的上料設(shè)備，收粉設(shè)備和包裝設(shè)備可根據(jù)需求采用半自動(dòng)化設(shè)備或自動(dòng)化設(shè)備，由此進(jìn)一步降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效益。上料設(shè)備包括鋅源料上料設(shè)備，煅燒爐上料設(shè)備。收粉設(shè)備包括煅燒爐收粉設(shè)備，冷凝室收粉設(shè)備和收粉室收粉設(shè)備。本實(shí)施例還可采用公知的電氣控制系統(tǒng)對(duì)引風(fēng)機(jī)6、鼓風(fēng)機(jī)15、氧化爐燃燒器16和熔鋅室燃燒器17等進(jìn)行控制。在使用時(shí)，先用燃料將氧化爐加熱到900°C以上，從熔鋅室加入含金屬鋅的原料，鋅與氧在氧化爐劇烈燃燒生成氧化鋅，同時(shí)釋放出大量的熱能。溫度穩(wěn)定可在900— 1350°C之間，氧化爐中產(chǎn)生的廢渣由渣車收集后送到渣場(chǎng)存放。氧化爐中的高溫氣流進(jìn)入冷凝室，經(jīng)過逐步降溫，從而分選出不同等級(jí)的直收粉。經(jīng)過冷凝的氣流通過引風(fēng)機(jī)進(jìn)入收粉室，收粉室中的濾袋收集氣流中的氧化鋅，同時(shí)排出氣體。通過收粉設(shè)備收集到的不同等級(jí)的直收粉。不需要煅燒的，送到包裝車間進(jìn)行包裝入庫(kù)；需要煅燒的，通過送料設(shè)備傳送到煅燒爐進(jìn)行煅燒，弓I風(fēng)機(jī)將氧化爐中產(chǎn)生的高溫氣流弓I入煅燒爐，其中的鋅蒸汽與氧再次燃燒，從而煅燒氧化鋅。這種煅燒氧化鋅的方法可以節(jié)省大量能源，降低成本。
權(quán)利要求1.一種自燃環(huán)保型氧化鋅的生產(chǎn)和煅燒設(shè)備，包括冷凝室(4)、收粉室(5)、引風(fēng)機(jī)(6)、包裝設(shè)備(13)和傳送設(shè)備(14)，其特征是:還包括氧化爐(I)、熔鋅室(2)、煅燒爐(3)、煅燒爐加料室(7)和氧化爐進(jìn)料機(jī)(8)，熔鋅室連接在氧化爐的出口端，在熔鋅室上設(shè)置有氧化爐進(jìn)料機(jī)(8)和熔鋅室燃燒器(17)，氧化爐進(jìn)料機(jī)的出料口部位位于氧化爐內(nèi)，熔鋅室的出料口與冷凝室連接，在冷凝室內(nèi)設(shè)置有收粉設(shè)備(11)，該收粉設(shè)備與包裝設(shè)備連接，在收粉室內(nèi)設(shè)置有收粉設(shè)備(12)，該收粉設(shè)備與包裝設(shè)備連接；在所述熔鋅室與冷凝室連接之間連接有煅燒爐(3)和煅燒爐加料室(7);在熔鋅室與包裝設(shè)備之間連接有輸送管道，煅燒爐的進(jìn)口端與熔鋅室連通、出口端經(jīng)過煅燒爐加料室與冷凝室連通，在煅燒爐加料室上設(shè)置有煅燒爐加料機(jī)，該煅燒爐加料機(jī)的出料口部位位于熔鋅室內(nèi)，煅燒爐加料室通過管道分別與冷凝室和收粉室連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自燃環(huán)保型氧化鋅的生產(chǎn)和煅燒設(shè)備，其特征是:在所述氧化爐(I)的爐頭或爐尾連接有鼓風(fēng)機(jī)(15)和氧化爐燃燒器(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自燃環(huán)保型氧化鋅的生產(chǎn)和煅燒設(shè)備，其特征是:所述氧化爐(I)為回轉(zhuǎn)窯或旋轉(zhuǎn)爐或其他滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自燃環(huán)保型氧化鋅的生產(chǎn)和煅燒設(shè)備，其特征是:所述收粉設(shè)備和包裝設(shè)備為半自動(dòng)化設(shè)備或自動(dòng)化設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自燃環(huán)保型氧化鋅的生產(chǎn)和煅燒設(shè)備，其特征是:所述煅燒爐(3)為回轉(zhuǎn)窯或旋轉(zhuǎn)爐或其他滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)爐。
專利摘要本實(shí)用新型公開的自燃環(huán)保型氧化鋅的生產(chǎn)和煅燒設(shè)備包括冷凝室(4)、收粉室(5)、引風(fēng)機(jī)(6)、包裝設(shè)備(13)和傳送設(shè)備(14)和括氧化爐(1)、熔鋅室(2)、煅燒爐(3)、煅燒爐加料室(7)和氧化爐進(jìn)料機(jī)(8)，熔鋅室連接在氧化爐的出口端，在熔鋅室上設(shè)置有氧化爐進(jìn)料機(jī)(8)和熔鋅室燃燒器(17)，氧化爐進(jìn)料機(jī)的出料口部位位于氧化爐內(nèi)，熔鋅室的出料口與冷凝室連接，在冷凝室內(nèi)設(shè)置有收粉設(shè)備(11)，該收粉設(shè)備與包裝設(shè)備連接，在收粉室內(nèi)設(shè)置有收粉設(shè)備(12)，該收粉設(shè)備與包裝設(shè)備連接；在所述熔鋅室與冷凝室連接之間連接有煅燒爐和煅燒爐加料室；在熔鋅室與包裝設(shè)備之間連接有輸送管道，煅燒爐的進(jìn)口端與熔鋅室連通、出口端經(jīng)過煅燒爐加料室與冷凝室連通，在煅燒爐加料室上設(shè)置有煅燒爐加料機(jī)，該煅燒爐加料機(jī)的出料口部位位于熔鋅室內(nèi)，煅燒爐加料室通過管道分別與冷凝室和收粉室連通。通過連續(xù)性自動(dòng)化的生產(chǎn)方式，達(dá)到節(jié)能環(huán)保、降低生產(chǎn)成本，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率的目的。
文檔編號(hào)C01G9/03GK202912717SQ201220531220
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者于金秀, 于金明, 于水 申請(qǐng)人:欒川縣鋅源礦冶有限公司